Question

16．如图所示，水平放置的平行板电容器的两板间有一竖直向上的匀强电场，下板接地，两板间距离为10cm，A点距下板3cm，B点距上板3cm．质量m=0.01kg、电荷量为+10^-3C的小球能够在A点保持静止．现将小球移到匀强电场之外．下列说法正确的是（　　）

• A． 上板的电势比下板高10V
• B． A点的电势为3V
• C． 电荷量为-10^-3C的带负电的点电荷在A点的电势能为3×10^-3J
• D． 将电荷量为-10^-3C的带负电的点电荷从A点移到B点，电场力对该点电荷做功4×10^-3J

Answer 1

分析 根据小球在电场中静止，根据平衡条件可求得电场强度，再根据U=Ed即可求得电势差；
根据电势能与电势间的关系可求得电势能，根据电场力做功的规律可求得电场力在移动电荷时所做的功．

解答 解：A、小球在电场中静止，则由平衡条件可知，Eq=mg，解得：E=$\frac{mg}{q}$=$\frac{0.01×10}{1{0}^{-3}}$=100V/m，电场线向上，故上极板电低低，则上下两板间的电势差为：U_AB=-Ed=-100×0.1=-10V，故上板比下板低10V，故A错误；
B、下极板与A点的电势差U_OA=100×0.03=3V，因下极板接地，故A点电势为-3V，故B错误；
C、电荷量为-10^-3C的带负电的点电荷在A点的电势能为EP=-3×（-1×10^-3）J=3×10^-3J，故C正确；
D、将电荷量为-10^-3C的带负电的点电荷从A点移到B点，电场力对该点电荷做功W=-EqABsinθ=-100×1×10^-3×0.04=-4×10^-3J，故D错误．
故选：C．

点评 本题考查匀强电场中电场强度、电势以及电势能之间的基本关系，要注意明确在计算电势能和求解电场力的功时要明确各物理量的符号，并要代入符号运算．